Botanica Generale - Parte XII - I Funghi

°LIBERAZIONE E DISPERSIONE DELLE SPORE

La dispersione delle spore è un processo fisico che avviene nell’atmosfera e che provoca

l’allontanamento del materiale prodotto dalla sorgente che lo ha generato. Liberazione, dispersone e

deposizione sono i tre momenti che caratterizzano questo processo.

La liberazione permette alla spora di liberarsi della forza adesiva che la tiene attaccata al

conidioforo, al basidio, o di liberarsi dalla protezione delle pareti di un ascocarpo e di un asco, per

diventare aerodispersa. La liberazione può avvenire con meccanismi passivi ed attivi. I passivi

avvengono per diffusione tramite gravità o correnti d’aria. Alle volte può essere necessaria l’acqua,

o come gocce o come nebbia.

I meccanismi attivi possono coinvolgere le cellule immediatamente sotto la spora, che perdono

acqua raggrinzendo la cellula finché non si ha sostituzione di acqua-aria, che riporta la cellula allo

stato di turgore, provocando lo scatto che proietta le spore. Anche le forti pressioni idrostatiche che

sparano via la spora dal micelio sono meccanismi attivi

La dispersione dipende da una serie di fattori intrinseci e non. Tra i primi dimensione, forma,

rugosità, densità e carica elettrica. I fattori estrinseci sono i parametri ambientali quali correnti

aeree, viscosità dell’aria, turbolenza del vento, temperatura e umidità relativa.

°DORMIENZA E GERMINAZIONE DELLE SPORE

Il ciclo vitale di una spora può essere diviso arbitrariamente in una serie di livelli od eventi che non

necessariamente avvengono nel corso della vita di ogni tipo di spora. Possono essere definiti come

segue:

Maturazione - periodo in cui avvengono cambiamenti citologici prima che la spora sia matura e

capace di germinare.

Dormienza – esteso periodo di quiescenza.

Post-maturazione – periodo di conservazione richiesto prima che la spora germini.

Attivazione – specifici trattamenti di corta durata che accorciano il periodo di post-maturazione o

interrompono il letargo.

Germinazione - primo passo irreversibile ad uno stato riconoscibile come diverso rispetto alla

cellula quiescente.

Nel momento in cui la spora raggiunge la terra, è potenzialmente in grado di germinare. Ma spesso

necessita una dormienza costituzionale, cioè caratteristica della specie, indotta da fattori ambientali.

Durante il rigonfiamento ad inizio germinazione, vengono assorbiti principalmente idrati di

carbonio, che vengono poi modificati in chitina e cellulosa, mentre gli amminoacidi vengono

convertiti in sostanze proteiche. Anche l’adesione corretta e l’adesione al giusto substrato sono due

parti importanti per la corretta germinazione della spora, che è dotata di una sorta di adesivo di

glicoproteine e carboidrati che consentono una buona adesione al substrato e soprattutto al giusto

substrato per quella specifica specie.

°IMPORTANZA ECOLOGICA E NUTRIZIONE MINERALE

L’importanza ecologica dei funghi è legata soprattutto alle loro capacità degradative ed alle loro

modalità di nutrizione.

Sono importanti per:

- decomposizione di materia organica

- sintesi di sostanze umiche

- rilascio di elementi minerali

- modificazioni alla permeabilità dei suoli

- miglioramento del trasporto di elementi (simbiosi con piante)

- detossificazione dei suoli

- aumento di capacità germinativa per degradazione degli strati superficiali

- produzione di sostanze utili (antibiotici ed immunosoppressori)

I funghi hanno nutrizione estremamente complessa e necessitano di elementi fondamentali come

macro e micro elementi, indispensabili per lo sviluppo. I funghi utilizzano il carbonio presente negli

idrati di carbonio, negli acidi organici, negli alcoli. L’azoto necessario alla sintesi proteica viene

prelevato dal terreno tramite l’aiuto di batteri azotofissatori.

°PROCESSI DEGRADATIVI

DEGRADAZIONE DELL’AMIDO

L’amido rappresenta una miscela in proporzioni variabili di amilosi ed amilopectina. I funghi

effettuano degradazione dell’amido tramite idrolisi, prducendo maltosio, che ancora una volta

degradato produce glucosio semplice. Amido → destrine → maltosio → glucosio

DEGRADAZIONE DI CELLULOSA ED EMICELLULOSA

Quando la spora di un fungo cellulosolitico viene a contatto con materiale vegetale germina, e

penetra nelle cellule sottostanti attraversando cuticola esterna e pareti cellulari. L’attacco è

localizzato all’estremità dell’ifa, molto più rapida nelle separazioni e biochimicamente più attiva,

perciò in grado di produrre esoenzimi di superficie, il complesso delle cellulasi, che lisa le strutture

difensive della pianta. In realtà diverse tipologie di enzimi sono partecipi di questo processo, anche

in relazione alle specie. Alcune ad esempio, non sono in grado di produrre esocellulasi, ed

utilizzano altre tipologie enzimatiche per raggiungere lo stesso scopo.

Le emicellulose sono scomposte da enzimi specifici, citasi o emicellulasi.

Cellulosa → cellobiosio → glucosio

DEGRADAZIONE DELLA PECTINA

Il consistente principale della pectina è l’acido d-galatturonico. Possono agire diversi enzimi, tra cui

pectino-metilesterasi, che decompongono la pectina in acido pectico e metanolo, e numerosi altri

enzimi che idrolizzano le catene di acido peptico o della pectina stessa.

Pectina → acido peptico e metanolo

DEGRADAZIONE DI SOSTANZE AZOTATE

Tramite gli enzimi di cui dispongono diverse tipologie fungine, I prodotti contenenti azoto vengono

trasformati in un chetoacido ed un amminoacido, processo importante dato che molti di questi

amminoacidi sono direttamente assimilabili dal fungo. Poichè viene assorbito principalmente come

sale d’ammonio, la sua percentuale nei funghi varia secondo il substrato di cui dispongono. È

componente anche dei metaboliti fungini che hanno spesso effetto psicotropo sull’uomo e su altri

animali. Molti amminoacidi possono essere sintetizzati direttamente dal fungo che possiede azoto.

DEGRADAZIONE DELLA LIGNINA

La lignocellulosa rappresenta la metà della materia organica prodotta con fotosintesi. Composta di

cellulosa, emicellulosa e lignina.

I principali organismi responsabili della degradazione della lignocellulosa sono i funghi filamentosi

aerobici e tra questi principalmente i Basidiomycota.

Il legno può subire tre tipi di degradazione:

Funghi del marciume bianco - i più abbondanti degradatori di legno in natura. Decompongono la

lignina nel legno per avere accesso alla cellulosa immersa nella matrice legnosa. Possono agire in

modo selettivo agendo su lignina ed emicellulosa, o in modo non selettivo degradando ogni

componente allo stesso modo. Foreste di angiosperme e foreste tropicali.

Funghi del marciume bruno – numero relativamente piccolo di Basidiomiceti che invece di

degradare modificano la lignina per avere accesso agli altri elementi. Crescono principalmente su

conifere.

Funghi del marciume soffice - predominano ambienti troppo severi per i basidiomiceti del legno.

Sopportano ampi intervalli di temperatura, pH e livelli di ossigeno.

DEGRADAZIONE DI ALIMENTI E PATOGENI DELLE PIANTE

La capacità di sviluppare numerosi enzimi, e quindi di degradare diverse tipologie di materiale, è

positivamente utilizzata in vari aspetti della biotecnologia. Questa diversità nell’uso del substrato ha

anche lati negativi, in quanto degradano spesso anche prodotti utili all’economia umana.

Prodotti alimentari conservati in modo sbagliato, producono funghi che li degradano. Questi spesso,

per produzione di metaboliti secondari, producono micotossine, che possono provocare anche gravi

danni negli animali e nell’uomo. Sono composti non volatili, insolubili in acqua che si

scompongono con cloroformio, benzene ed acetone.

Micotossine più conosciute e studiate:

La aflatossine sono il gruppo di tossine più studiato, idrolizzabili in ambiente alcalino. L’organo

bersaglio è il fegato e la reazione è acuta e mortale. L’intossicazione cronica conduce a fenomeni di

cirrosi e cancerizzazione epatica.

l’acratossina A causa danni renali ed al fegato. Alcune ricerche hanno dimostrato che si può

ritrovare nel latte materno in soggetti che hanno assimilato per via alimentare sostanze contenenti

crescite microfungine.

Lo zearalenone è un composto di natura estrogenica che possiede caratteristiche uterotrofiche e

teratogene. l’azione biotossica è similare a quella degli estrogeni e causa inoltre sindromi epatiche

renali ed emorragie interne.

La sterigmatocistina a tossicità acuta induce necrosi epatica mortale.

I funghi attaccano anche frutta e verdura.

I frutti morbidi (fragole ) sono attaccati da botrytis cinerea, mucor piriformis, rhizopus.

Mele, pere, arance, limoni sono attaccati da monilia fructigena, phytophtora syringae,

gloeosporium e penicillium.

Gli oli sono un’altra classe alimentare ampiamente attaccata dai funghi. Le piante esposte hanno

sviluppato meccanismi e comportamenti a prevenzione dell’attacco e per combattere i patogeni in

aggressione. A loro volta i funghi hanno sviluppato strategie come l’attacco delle ferite della pianta,

o l’utilizzo di strutture specializzate.

ALTRI PROCESSI DEGRADATIVI

Carburanti e lubrificanti sono soggetti all’attacco fungino. Cladiosporium resinae cresce tra

kerosene ed acqua nelle taniche di combustibile per aviazione, bloccando in alcuni casi filtri e

meccanica. Le vernici sono suscettibili all’attacco, sia in conservazione sia una volta applicate. I

poliesteri, il poliuretano e le plastiche in generale sono anch’esse preda dei funghi, che vi trovano

acidi grassi con catene di varia lunghezza.

Alcuni funghi possono produrre prodotti volatili dell’arsenico. Alcuni funghi si sviluppano sulle

medicine, e molti producono spore che inducono allergie.

°INTERAZIONI FUNGHI-ALGHE: I LICHENI

Il termine simbiosi indica il vivere assieme di due organismi diversi. SI possono distinguere

simbiosi parassitiche e simbiosi mutualistiche.

Perchè si tratti di simbiosi mutualistica si devono realizzare alcune condizioni fondamentali:

- rapporto duraturo nel tempo

- l’uno deve far parte integralmente del ciclo vitale dell’altro

- devono avvenire scambi nutrizionali che causano modificazioni morfologiche e fisiologiche.

Per lichene s’intende l’associazione tra un organismo eterotrofo (fungo) ed uno autotrofo

(cianobatteri o alghe verdi). Nel tallo che ne risulta (micobionte), il fungo occupa la parte più

esterna, mentre l’autotrofo (o fotobionte) si colloca più internamente.

Il fungo usufruisce degli idrati di carbonio prodotti di fotosintesi, mentre l’altro sfrutta acqua e sali

minerali raccolti dalla terra dal fungo.

I micobionti appartengono agli Ascomycota, raramente a Basidiomy